package Sort;

/**
 * @Author: ylc
 * @Description:堆排序
 * @Date Created in 2022-05-30 20:18
 */
public class HeapSort {
    public static void heapSort(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return;
        }
        // 将数组构建为堆（大顶堆）
/*        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {  // O(N)
            heapInsert(arr, i);                 // O(logN)
        }*/
        // 优化
        for (int i = arr.length - 1; i >= 0; i--) {
            heapify(arr, i, arr.length);
        }
        
        // 交换堆的首尾，heapSize--，此时最大值放到数组末尾，从堆中逻辑删除了一个最大值
        int heapSize = arr.length;
        swap(arr, 0, --heapSize);

        // 交换后调整堆结构
        while (heapSize > 0) {                  // O(N)
            heapify(arr, 0, heapSize);    // O(logN)
            swap(arr, 0, --heapSize);
        }
    }

    /**
     * 向堆数组末尾添加数据（将index的值向上调整）
     * @param arr
     * @param index
     */
    public static void heapInsert(int[] arr, int index) {
        while (arr[index] > arr[(index - 1) / 2]) {
            swap(arr, index, (index - 1) /2);
            index = (index - 1) / 2 ;
        }
    }

    /**
     * 堆化（将index的值向下调整）
     * @param arr
     * @param index
     * @param heapSize
     */
    public static void heapify(int[] arr, int index, int heapSize) {
        int left = index * 2 + 1;// 左孩子

        while (left < heapSize) {
            // 两个孩子中，谁的值大，将下标赋予largest
            int largest = left + 1 < heapSize && arr[left + 1] > arr[left] ? left + 1 : left;

            // 父和较大孩子中，谁的值大，将下标赋予largest
            largest = arr[largest] > arr[index] ? largest : index;

            if (largest == index) {
                break;
            }
            swap(arr, largest, index);
            index = largest;
            left = index * 2 + 1;
        }
    }

    public static void swap(int[] arr, int i, int j) {
        int tmp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = tmp;
    }
}
